蜘蛛眼如何协同工作以跟踪刺激

使用专门设计的眼动仪与蜘蛛一起使用，马萨诸塞州阿默斯特大学的生物学家Elizabeth Jakob，Skye Long和Adam Porter以及纽约和新西兰的同事在一篇新论文中报告说他们在跳跃蜘蛛中的测试显示第二组眼睛对于主眼跟踪移动刺激的能力至关重要。

正如雅各布解释的那样，跳跃的蜘蛛有很好的视力和八只眼睛。朝前的主眼形状像蜘蛛头内的长管，有小的回旋镖形视网膜，可以检测颜色和细节。她补充说，小视网膜意味着主眼也有一个小视野。为了补偿，眼管被肌肉包围，可以引导眼睛在视野内看。她说，“我喜欢手电筒光束的类比，在房间里闪闪发光，一次只挑出一点点的场景。”

为了了解蜘蛛的外观，研究人员开发了一个眼睛跟踪器。Eyetrackers被心理学家用来研究人们在执行阅读，探索视觉场景和驾驶等任务时引导他们注视的位置。它们通过跟随眼睛表面的运动来工作。但蜘蛛眼的表面不会移动，所以团队的蜘蛛眼睛设计师可以俯视眼管。

对于他们的实验，研究人员在视频屏幕前轻轻地约束蜘蛛并用红外线照亮其视网膜，动物看不到它，但照亮了它的视网膜。然后，科学家们会在视频播放时记录蜘蛛瞄准眼管的位置。

他们在“当代生物学”杂志上发表的新论文表明，主眼可以从邻近的一组眼睛中获得帮助，这只眼睛包住主眼。雅各布指出，这些次要眼睛的结构更简单，不能移动，但它们对运动非常敏感，并且具有与主眼视野重叠的宽视野。

通过用无毒，可去除的油漆掩盖次要眼睛，并在蜘蛛观看视频时跟踪主眼的运动，她和她的同事们发现次要眼睛引导主眼快速定位并非常准确地跟踪以不同速度移动的磁盘。

没有次要的眼睛，刺激必须直接出现在主眼前面，以便能够探索它。雅各布说：“就好像他们在一个完全独立的眼睛中拥有周边视力一样。”“这种整合水平，其中一只眼睛依赖于形态上非常不同且物理上分离的另一种眼睛，是非常不寻常的。”

此外，她补充道，“这个新工具让我们可以询问有关这种非常不寻常的视觉系统的动物如何完成其​​任务的各种问题。例如，雄性跳跃蜘蛛做非常精细的求爱显示以吸引雌性交配。显示器可能包括伸展腿部并轻弹尖端，抬高或降低膝盖，或抬高腹部。“

与辛辛那提大学的同事合作，雅各布及其同事正在使用眼球跟踪器来确切地看到显示器的哪些部分吸引了女性的注意力，以及密切相关的物种之间的差异。其他合作者包括康奈尔集团，当蜘蛛检查眼睛跟踪器中的不同刺激时，该集团记录大脑。

雅各布说：“我们的工作告诉我们一些关于如何收集视觉信息并将其用于具有如此小脑的动物的巨大效果的事情。即使对于像我们这样大的脑来收集和分析视觉信息也不是一项简单的任务。通过这项工作，我们试图了解这个非常紧凑和优雅的视觉系统如何高效和有效地工作。“